본 논문은 마그네트 천장크레인 거더에 대한 경량화를 위한 구조최적설계를 수행하였다. 최적화는 ANSYS 소프트웨어를 사용하여 거더의 중량에 대하여 수행되어졌으며, 특히 거더의 상판, 하판, 옆판 그리고 보강판의 두께인 치수에 초점을 맞추었다. 마그네트 크레인의 중량은 처짐, 응력, 고유진동수와 좌굴강도의 제한을 만족하며 약 15%까지 감량되었으며 또한, 구조적인 안전성이 거더의 판넬구조물의 좌굴해석에 의해 입증되었다. 구조최적화로 중량감소에 대해 예로부터 경험적으로 설계된 구조물을 설계하는 것에 매우 유용할 것으로 생각된다. 또한, 본 논문에서는 설계변수들이 목적함수와 상태변수에 미치는 민감도를 평가하였다.

본 연구에서는 항만하역장비인 스프레더용 충격흡수기의 개발을 위해 스프링과 오일댐퍼로 구성된 세 가지 형태의 모델에 대한 동적응답을 유한요소해석에 의해 수행하였다. 또한, 세 가지 모델의 충격흡수기에서 피스톤의 제한된 행정을 정적변수로 하고 목적함수인 충격에 대한 반력이 최소가 되도록 최적설계를 수행하였다. 본 연구의 결과로는 직렬식 2자유도계 모델의 반력이 가장 작게 나타났으며 그 다음으로는 1자유도계 모델, 병렬식 2자유도계 모델의 순으로 나타났다. 스프링상수와 감쇠계수의 변화가 반력에 미치는 영향을 확인하였으며, 최적설계 결과 각 모델에 대한 반력이 최소가 되는 스프링상수와 감쇠계수를 구하였다.

컨테이너 크레인 스프레더는 체결시 발생하는 충격으로 인해 많은 고장이 발생한다. 이러한 충격력을 줄이기 위해 2자유도계 유압충격흡수장치를 설계하여 실린더 벽면의 치수변화가 감쇠계수에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 내부압력이 작용할 때 벽면 치수를 2～3Omm로 변화시켜 이때 발생하는 실린더 벽면과 피스톤 사이의 틈새는 측정한 결과 Sun이하의 치수에는 벽면형상 굴곡 되며 l0mm이상의 치수에서 감쇠계수에 영향을 미치지 않는 것을 알 수 있다.

본 연구에서는 비감쇠 자유진동을 하는 점용접된 사각평판의 고유진동수를 수치해석을 통하여 살펴보고, 실험을 통하여 결과를 검증하였다 설계변수로는 점용접에 미치는 여러 설계변수 중에서 점용접이 차지하는 면적을 사각평판의 면적으로 나눈 면적비와 점용접점 사이의 거리를 평판의 한 변의 길이로 나눈 거리비로 무차원화하여 사용하였으며, 목적함수로는 점용접으로 인한 두께효과를 진동수에 대한 처짐의 비로써 나타낸 등가두께로써 무차원화하여 정의하였다. 수치해석에는 범용유한요소해석 프로그램인 ANSYS 5.6을 사용하였고, 실험에는 B&K Data analyzer를 통하여 주파수분석을 수행하였다. 연구의 결과 다음과 같은 결론을 얻었다. 1. 점용접의 면적비가 단지 4.52%인데 비해 점 용접으로 인한 두께효과는 55%로써 매우 크게 나타났다. 2. 거리비에 따른 두께효과는 거리비가 0.4일 때 가장 크게 나타났다.